中国行业发展报告

【摘要】　　11月9日，福州晚报讯，11月4日，福建船政重工股份有限公司在福建船政（连江）工业园举行了新型海上风电运维母船发布会。该船是国内首艘自主研发并由中国船级社完成船型设计认可的海上风电运维母船。根据设计，新船总长约59.6米、型宽16.4米、型深6.2米（游泳池大小），排水量3483吨，可提供60人以上的住宿，具备一个月以上自持力（连续在海上活动的最长时间），靠泊能力优异。运维船与运输船、安装船共同组成了海上风电的“航母舰队”，致力解决海上风电场的交通、运维及值守问题，并具有救助、应急等功能。该船由中国船级社福州分社完成船型设计认可，符合中国船级社及国家主管机关的相关规范标准，将为海上风电运维人员打造舒适惬意的工作和生活平台。相比欧洲同类船型，新船在定位能力、通达率、自持力、居住人数、载重吨位及甲板面积等船舶性能上更具优势，而且安全性更高。新船还有两大特色：节能环保，采用电力推进，且主尺寸经过优化设计，每年可节省1000多万元燃油等运维成本；向深远海进军，具备服务距离陆地90公里以上的深远海风电场的工作能力，可服务长乐外海风电场（目前距陆地30～50公里）等。

【关键词】国内首艘，新型海上风电运维母船，研发成功

【摘要】　　11月9日，新能源网讯，近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所先进有机功能材料与器件研究组分别利用两种具有不同侧链的聚合物给体（PBB1-Cl、PBB2-Cl）作为第三组分来精细调节活性层内部及表面特性，以改善有机太阳能电池的性能。PBB1-Cl、PBB2-Cl的良好平面性显著增加了分子间排列的重叠区，特别是PBB1-Cl拥有一维侧链，可降低分子间的空间位阻，使活性层的分子间紧密堆积和缠结显著增强。研究表明，加入20·wt%的PBB1-Cl后，基于PM6:PBB1-Cl:Y6-BO-4Cl三元共混膜的断裂伸长率提高了4.6倍（26.86%），相应器件的转换效率（PCE）从15.83%提高到17.36%。PBB1-Cl基三元共混膜与传输层之间较小的表面能γs差有降低层间分离的可能性。同时，三元共混膜的玻璃化转化温度Tg提高，吸收光谱的温度敏感性降低，使得活性层的热稳定性得到改善。PBB1-Cl基柔性三元有机太阳能电池的PCE在直径为10·mm时500次弯曲或100℃退火24小时内仍保持在74%以上。结果表明，增强活性层中的分子间重叠紧密堆积优化活性层内外特性对于改善有机太阳能电池的光伏性能、机械稳定性和热稳定性具有潜力。相关成果发表在Energy & Environmental Science上。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和山东能源研究院探索基金项目的支持。

【关键词】青岛能源所，三元策略，有机光伏电池

【摘要】　　10月15日，北极星电力网讯，2021年10月13日，由中车永济电机公司自主研发的18MW风力发电机正式发布。清华大学、西安交通大学等高等院校的知名教授及广东明阳等企业的行业专家进行现场评审并见证。此次发布的风力发电机采用国际先进的设计理念，基于高效率、高抗失磁能力、高功率密度的电机电磁设计及仿真分析技术、发电机多场耦合仿真分析技术、漂浮式轴承单元设计及仿真分析技术、发电机高效冷却技术、轴电流抑制技术，高可靠性绝缘技术，确保电机各项技术指标满足或者高于技术要求，计划于2022年完成样机制造并投入市场。

【关键词】全球最大功率，18MW风力发电机，发布

【摘要】　　10月15日，科技日报讯，日本京都大学一研究小组近日开发出一种新装置，可将热量转化为光并利用光伏电池发电，从而提高能源转换效率。目前的硅光伏电池能源转换效率理论极限约为30%，而热光发电的转换效率理论上可以超过35%。热光发电作为一种有助于实现脱碳社会的新技术，计划10年后投入使用。研究小组将装置的光源与光伏电池之间的间隔缩小到140纳米，比光的波长还要短。采用了精确堆叠微细结构的技术，利用10微米的细梁支撑光源。由于光源与光伏电池靠得很近，形成了一体化，产生的光不会在光源内部反射，可以传输给光伏电池。在实验中，研究小组将光源加热到1000℃左右发现，利用铟、镓和砷制造的光伏电池可以获得更多的光。这一成果超越了所谓的黑体极限。经确认，光伏电池产生的电流约为以往热光发电装置的5～10倍。

【关键词】光伏电池，能效极限，突破

【摘要】　　10月13日，北极星电力网讯，近日，中国科学院国家纳米科学中心研究员周惠琼课题组与研究员裘晓辉、张勇课题组合作，在有机太阳能电池界面层的纳米级表面能分布调控方面取得新进展。相关研究成果发表于Joule杂志（Joule, 2021, https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.09.001）。该研究团队利用基于原子力显微镜的峰值力定量纳米力学模式（PFQNM）技术，成功表征了有机太阳能电池空穴传输层表面的纳米级表面能分布。研究中发现，掺杂不同横向尺寸的MoS2纳米片，可以有效调控PEDOT:PSS层的表面能微观分布，增强表面能分布的非均一性。这种非均一性的纳米级表面能分布可以进一步调控活性层的分子排列和结晶取向，调控活性层给体和受体间的相分离。由于表面能分布调控策略对活性层形貌的优化，太阳能电池器件的性能和稳定性均得到提升，并实现了18.27%的光电转换效率（经中国计量科学研究院认证的效率为17.80%）。当给受体之间表面能之差越大，该策略对其器件效率的提升率越高。

【关键词】国家纳米中心，有机太阳能电池，界面修饰

【摘要】　　10月13日，北极星电力网讯，中国科学院城市环境研究所清洁能源技术与炭材料研究组以晶体硅光伏组件为研究对象，提出溶剂热溶胀联合热处理法进行组件的拆解与回收。结果表明，热处理过程中EVA分解气的产生与积累是导致回收过程晶体硅片损坏的主要原因；该回收体系采用溶剂热溶胀法对光伏组件进行预处理，可实现EVA的溶胀与部分去除，从而建立气体释放通道；联合热处理法对EVA进行彻底分解与去除，EVA分解气从气体释放通道溢散。较于现有回收技术，晶体硅片的回收完整率可提高近10倍；采用特定溶剂进行溶剂热溶胀处理时，还可实现组件中含氟背板的快速降解，避免了传统直接热处理过程含氟气体的释放，二次污染小。经测试，回收硅片的多项性能指标，包括间隙氧含量、代位碳含量、电阻率、少子寿命等均与商业硅片相近。相关研究成果以Nondestructive silicon wafer recovery by a novel method of solvothermal swelling coupled with thermal decomposition为题发表在Chemical Engineering Journal上。

【关键词】废弃光伏组件资源回收，研究进展，中科院

【摘要】　　9月9日，科技日报讯，近日，作为全球单体最大的水面漂浮式光伏电站，德州丁庄华能光伏电站实现并网发电。其漂浮式发电板不仅不会对生态带来太大影响，同时还能够在夏天起到给水下降温的目的。据德州丁庄华能光伏电站负责人介绍，现已并网发电的一期100兆瓦项目，运用了多项科技创新、节能环保技术，项目全部建成后，将成为世界上单体最大的水上漂浮式光伏电站，每年可提供清洁能源4.2亿千瓦时，节约标煤20.5万吨。

【关键词】全球单体最大，水面漂浮式光伏电站，并网发电

【摘要】　　9月8日，索比光伏网讯，越南-韩国一科研研究小组开发了一种四端钙钛矿-硅串联太阳能电池，该电池具有特殊的双面配置用于反照率反射。该电池实现了30.09%的功率转换效率（考虑到背面性能）。该串联器件由双面晶体硅钙钛矿过滤异质结子电池构成，科学家们称其能够从正面和背面吸收太阳光谱，并与半透明非晶硅子电池相比实现显着增强，因为它吸收了短波长范围内的所有太阳光谱。该研究小组由来自韩国仁川国立大学和成均馆大学（SKKU）以及越南国立大学和同德胜大学的科学家组成。

【关键词】异质结，钙钛矿，太阳能电池效率

【摘要】　　9月8日，新能源网讯，9月6日，东方电气集团东方锅炉股份有限公司研制的新疆首个光热电站——哈密50兆瓦塔式光热发电项目实现满负荷运行，吸热器出口盐温达到设计值565℃，主汽温度535℃，并网负荷50MWe，成为机组全容量满负荷发电重大里程碑。该项目位于我国太阳能资源最好的区域之一哈密伊吾县淖毛湖镇，14500面大镜子“逐日聚光”发电，实现全容量满负荷发电。项目采用聚光集热系统技术，集发电与储能于一身，预计每年可向电网提供清洁、稳定、可调的优质电量近2亿千瓦时，其配置的13小时储热系统，可确保机组24小时连续稳定运行，对于保证电力系统安全、稳定、高效运行具有重要作用。哈密光热发电站首次实现夜间无光稳定并网发电，在夜晚无光条件下，利用白天太阳能储热能实现集热发电，对推动光热发电产业技术进步，具有良好的示范效应。

【关键词】东方电气，光热发电，运行

【摘要】　　9月8日，新能源网讯，近日，中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部研究员李灿团队在光电催化分解水制氢方面取得新进展，团队受自然光合作用Z机制的启发，实现了高效光电催化全分解水过程，该过程的分解水制氢效率达4.3%，是目前文献报道的最高效率。相关研究成果以Unassisted Photoelectrochemical Cell with Multimediator Modulation for Solar Water Splitting Exceeding 4% Solar-to-Hydrogen Efficiency为题，发表在《美国化学会志》上。

【关键词】科研，光电催化分解水制氢，进展

【摘要】　　9月7日，新能源网讯，近日，澳大利亚国立大学和新南威尔士大学的研究人员在利用低成本材料从太阳能生产可再生氢方面创造了新的世界纪录。太阳能制氢是一种清洁能源系统，在促进全球可持续发展方面具有巨大潜力。不幸的是，由于其生产和运营的高成本，目前它在很大程度上并不可行。在太阳能到氢的转换过程中，上述研究人员实现了超过20%的效率，他们将串联的太阳能电池与低成本的催化剂材料结合起来，通过电解将水分解成氢和氧。他们将太阳能电池与氢电解槽组合成一个单元的新方法可以显著提高生产效率并降低成本。研究小组推测，他们的新设计可以将可再生氢生产成本降低至每公斤2.3美元，这将符合美国能源部设定的目标。

【关键词】太阳能，制氢，新效率记录

【摘要】　　8月11日，新能源网讯，近年来，有机太阳能电池（OSCs）由于具有质量轻、灵活性强、可溶液方法加工和适合印刷生产等优点，被认为是具有广泛应用前景的新一代绿色能源技术。如何提升OSCs器件的效率是该领域的研究重点。近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员葛子义团队在前期高效率和柔性有机太阳能电池研究的基础上，在高效率有机太阳能研究中取得了新进展。该团队设计合成了新型苯基取代苯并二噻吩（BDT）为中心核的小分子给体，通过三元共混策略引入D18-Cl:Y6体系，获得单结刚性18.5%和柔性15.9%的效率，是目前公开报道的单结刚性和柔性有机太阳能电池的最高效率之一。相关研究成果以Small Molecular Donor Guest Achieves Rigid 18.5% and Flexible 15.9% Efficiency Organic Photovoltaic via Fine-tuning Microstructure Morphology为题，发表在Joule上。

【关键词】中科院，高效率有机太阳能电池，进展

【摘要】　　8月11日，北极星电力网讯，近日，国家能源集团龙源电力江苏射阳海上风电场配合江苏省调控中心自动化处，完成了405兆瓦海上风机一次调频动态试验，成为国内首个具备一次调频功能的海上风电场。一次调频功能是发电机组并网安全评价的一项重要内容，可以在一定程度上保障风机更安全、更优质、更经济地接入电网，从而实现电能资源的优化配置。相比陆上风电场机组，该风电场的机组距离陆上集控中心较远，达到70公里以上，在一定程度上造成了集控中心与海上风机通讯延时较长的问题。初始试验结果表明，海上风机一次调频响应滞后时间较长，难以达到电网要求。对此，龙源电力与风机厂家等各方交流沟通，多次制定应对策略，最终在对一次调频控制策略和风机间的网络带宽进行优化后，提升了设备间的信息传输速率，减少了海上风机一次调频响应时间。多次试验结果均表明，该风电场一次调频性能优异，各项性能指标皆可满足江苏电网新能源场站一次调频技术要求。此次成功完成该项试验，为我国制定海上风电一次调频相关行业标准，提供了全面准确的参考依据。

【关键词】海上风电，一次调频试验，实施

【摘要】　　8月10日，扬子晚报网讯，日前，东南大学机械工程学院陈震教授团队与美国加州大学伯克利分校Chris Dames教授团队联合在国际知名期刊Joule上发表了题为“4-fold enhancement in energy scavenging from fluctuating thermal resources using a temperature-doubler circuit”的文章，提出了“热整流”概念，使得人类不间断利用太阳能成为可能。当前，电网首先将周期性变化的交流电送至用电端，而后交流电经“电整流器”转化为直流电供用户使用是一个被广泛使用的方法。中美研究团队在对热二极管等非线性热学器件研究的基础上，根据电与热的相似性，提出了“热整流器”的构想，并综合理论与实验最终验证，相较于传统方法，该构想可以将热-电转化功率提高4-8倍。“热整流”概念的提出，不仅可以使太阳能有了被24小时不间断利用的可能，而且还为人类从其它任何随时间变化的温度场中提取能量提供了理论依据。这一研究成果可以应用到月球、火星基地的建设中去，进而为人类进军太空提供持续的能源支持。

【关键词】东南大学，“热整流”概念，太阳能

【摘要】　　8月9日，北极星电力网讯，8月5日，“海电运维801”在福建省福州市长乐区外海顺利完成了首台10MW海上风电机组吊装，标志着国内首个外海深水区大机型海上风电安装实现从无到有的历史性跨越。本次吊装的风机为东方电气10MW风电机组，发电机重量达270吨（不含吊具和支架重量），轮毂中心高度达到118米，单只叶片长度90米。此次吊装面临着风场水深45米、入泥深度超22米以及风浪涌大等挑战，风电机组需要采用新设备、新工艺、新技术安装“叶片假肢”自重进行盘车。据了解，海电运维于7月28日正式启动吊装任务，这是国内首台深海10MW机型吊装。

【关键词】深海，10MW海上风机，吊装

【摘要】　　7月19日，北极星电力网讯，7月18日，亚洲首个海上柔性直流送出工程海上换流站成功“安家”海上。如东柔性直流海上换流站由中国广核集团与三峡集团共同投资建设，是亚洲首座柔性直流海上换流站，也是世界上容量最大、电压等级最高的柔性直流海上换流站。其平面面积近乎一个标准足球场，高度约等于15层居民楼，总重约2.2万吨。换流站采用柔性直流输电技术，是世界上最前沿的超高压直流输电技术，换流站的建成投运弥补了传统长距离交流输电存在的不足。海上换流站是海上风电直流输送的关键核心装备，目前在国内尚无建造安装经验，属于国内首次成功建造安装，此次海上换流站的成功安装为中国深远海海上风电的发展起到重要的引领和示范作用，也为海上风电进一步向深远海发展提供了强有力的技术支撑及经验积累，在中国海上风电事业的发展史上具有重要的里程碑意义。

【关键词】海上柔性直流出工程，海上换流站，成功

【摘要】　　7月12日，科技日报讯，7月10日，由中车永济电机公司自主研制的全球最大功率13.XMW半直驱永磁风力发电机在山东东营成功下线。标志着我国大功率海上风力发电机的自主研制能力又上了一个平台，实现了13MW以上风力发电机整机和部件关键技术的突破，推动了我国风电行业技术的提升和海上风电产业持续稳定的发展，对进一步提高我国海上风电装备研制能力具有里程碑意义。

【关键词】全球最大，13.XMW，半直驱永磁风力发电机

【摘要】　　7月12日，北极星电力网讯，7月11日，全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组“三峡引领号”从广东茂名起航，抵达阳江海上风电场并开始安装。这是三峡集团牵头打造的又一海上风电“大国重器”，是引领我国海上风电行业走向深海的又一重大成果。

【关键词】全球首台，抗台风型，漂浮式海上风电机组

【摘要】　　7月6日，新能源网讯，近日，中国科学院国家纳米科学中心研究员朱凌云、魏志祥与中科院化学研究所研究员易院平合作，在低驱动力有机太阳能电池的电荷产生机理方面取得进展。相关研究成果以Small Exciton Binding Energies Enabling Direct Charge Photogeneration Towards Low-Driving-Force Organic Solar Cells为题，发表在《德国应用化学》杂志上，并被选为Hot paper。近年来，随着给体-受体-给体（A-D-A）型非富勒烯受体的发展，有机太阳能电池的性能得到显著提升，尤其是基于Y6及其衍生物受体的有机太阳能电池，其单结器件效率已超过18%。这种提高主要归功于在给/受体界面最高占据轨道（HOMO）能级差较小甚至接近于零时，窄带隙受体上的激子可由空穴转移通道高效地产生电荷载流子。然而，电荷产生的内在机理尚不明确。从根本上说，有机太阳能电池激子分离对界面驱动力的需求，归因于有机体系的激子束缚能。研究人员结合理论和实验研究了Y6体系的激子束缚能。研究发现，即使在没有给/受体界面驱动力的帮助下，得益于低的激子束缚能，纯的Y6薄膜在光激发后也能够直接自发地产生自由电荷载流子。该系列工作揭示出电子极化效应对减小有机体系激子束缚能的重要作用，提出了有机光伏自由电荷产生的新机理，为获得高效有机太阳能电池提供了新思路。

【关键词】国家纳米中心，有机太阳能电池，研究进展

【摘要】　　7月5日，北极星电力网讯，近日，国内自主研发的应用于深远海海上风电开发的全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组在阳江下线，并即将在阳江海域进行全国首个漂浮式海上发电应用研究，标志着阳江风电装备制造和风电开发正向深远海方向率先展开探索。与此同时，在阳江沙扒海域，国内首个近海深水区海上风电项目——华电阳江青洲三50万千瓦海上风电项目正进行风机吊装。这是国内首个在水深35—50米深水区建设的海上风电场。阳江海上风电开发已率先实现从近海浅水区向近海深水区突破。

【关键词】深水区，海上风电场，风机吊装